ความรู้

อีกพารามิเตอร์หนึ่งที่สำคัญมากเวลาต้องเลือกใช้ฉนวนให้เหมาะกับงานก็คือค่า Thermal Conductivity (ค่าการนำความร้อน) ซึ่งเป็นค่าที่แสดงถึงความสามารถของวัสดุในการถ่ายเทความร้อนผ่านตัวมันเอง ค่านี้บ่งบอกถึงการที่พลังงานความร้อนเคลื่อนที่จากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งภายในวัสดุผ่านกระบวนการนำความร้อน หรือกล่าวได้ว่า Thermal Conductivity คือค่าที่ช่วยประเมินประสิทธิภาพของวัสดุในการถ่ายเทความร้อน โดยฉนวนที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ (Low Thermal Conductivity) จะสามารถป้องกันการสูญเสียหรือรับความร้อนได้ดีกว่าฉนวนที่มีค่าการนำความร้อนสูง (High Thermal Conductivity)  จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการลดอุณหภูมิให้ลงมาได้มากที่สุด และมีเรื่องน่ารู้ที่สำคัญดังนี้

ฉนวนนาโนแอโรเจล เป็นวัสดุฉนวนขั้นสูงที่ผลิตจากแอโรเจลซึ่งมีโครงสร้างระดับนาโน ซึ่งถูกค้นพบและใช้งานแพร่หลายตั้งแต่ยุค 1990 แอโรเจลเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบามาก ได้มาจากเจลโดยที่ของเหลวภายในถูกแทนที่ด้วยก๊าซ CO₂ ส่งผลให้เกิดวัสดุที่เป็นของแข็งซึ่งมีน้ำหนักเบามากและมีรูพรุนสูง นาโนแอโรเจลมีลักษณะเด่นคือมีรูพรุนและโครงสร้างในระดับเล็กมากขนาดนาโน ทำให้เป็นวัสดุฉนวนที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นนวัตกรรมของฉนวนที่มีประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนที่ไม่เหมือนฉนวนทั่วไป มีน้ำหนักเบา และมีความหลากหลาย และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับความหนาหรือน้ำหนักของฉนวนกันความร้อน ในช่วงอุณหภูมิ -200 องศาเซลเซียส ถึง 1000 องศาเซลเซียส เช่น ในอุตสาหกรรมการบิน ภาคอุตสาหกรรม และฉนวนอาคารที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งเน้นเรื่องความคุ้มค่าและการประหยัดพื้นที่มากที่สุด

อีกปัญหาที่หลายคนกังวลและเคยมีประสบการณ์เกี่ยวกับการหุ้มฉนวนกันความร้อนก็คือปัญหา CUI หรือโลหะใต้ฉนวนเกิดการผุกร่อน ไม่ว่าจะเป็นท่อ ผนังเตา วาล์ว หรือชิ้นส่วนต่างๆที่เป็นโลหะและมีฉนวนหุ้มปิดทับไว้ ความเป็นจริงก็คือโลหะเหล่านี้ไม่ได้ผุกร่อนเพราะมีฉนวนหุ้มปิดทับ แต่การผุกร่อนเกิดจากสาเหตุที่มีช่องว่างระหว่างฉนวนและผิวโลหะเกิดขึ้น หรือการเก็บงานที่ผิวฉนวนด้านนอกไม่ดีจนทำให้มีน้ำหรือของเหลวใดๆก็ตามเข้าไปแทรกซึมอยู่ในเนื้อฉนวนและมีโอกาสสัมผัสกับผิวโลหะและออกซิเจน นานวันเข้าก็เกิดทำให้ผิวโลหะเกิดการผุกร่อนตามมา จุดที่พบ CUI ได้มากที่สุดกว่าบริเวณอื่นก็คือจุดซัพพอร์ทของโครงสร้างที่ค้ำยันหรือพยุงตัวอุปกรณ์ที่หุ้มฉนวนไว้ เพราะเป็นจุดที่มีการเว้นหลบทำให้มีรอยต่อรอยบากที่น้ำเข้ามาขังหรือรวมตัวกันได้มากที่สุด

หากใครเคยต้องตัดสินใจเลือกความหนาของฉนวนกันความร้อนกัน คงจำได้ว่ามีปัจจัยที่สำคัญอยู่ 2 ข้อใหญ่คือ อุณหภูมิผิวของอุปกรณ์ที่ต้องการหุ้มฉนวนและระยะเวลาการใช้งานอุปกรณ์นั้นหลังหุ้มฉนวน เพราะ 2 ปัจจัยที่ว่านี้จะนำมาใช้ในการคำนวณจุดคุ้มทุน (Return on Investment: ROI) ได้นั่นเอง โดยเนื้อหาในบทความนี้จะขอยกตัวอย่างการคำนวณจากหน้างานจริงเปรียบเทียบให้เห็นภาพ ของฉนวนกันความร้อน 2 ความหนา คือ ความหนา 25 มม. และความหนา 50 มม.

หากเราเข้าใจประเด็นสำคัญในการเลือกใช้ฉนวนกันความร้อนสำหรับงานอุตสาหกรรม จะช่วยให้เราประหยัดค่าใช้จ่ายและเวลาในการดำเนินโครงการ เพราะทำให้สามารถลงทุนทำครั้งเดียวจบในงบประมาณที่จัดสรรไว้ ลองมาดูกันว่าพารามิเตอร์สำคัญของฉนวนกันความร้อนอุตสาหกรรมมีอะไรบ้าง

สำหรับผู้ที่ได้รับมอบหมายให้ดำเนินการลดความร้อนหรือลดค่าพลังงานโดยการใช้ฉนวนกันความร้อน อาจจะมีคำถามหรือความไม่แน่ใจเกี่ยวกับการเลือกใช้ฉนวนที่เหมาะสมกับงาน และคุ้มค่ากับเงินลงทุนที่ต้องจ่ายไป NTI จึงขอสรุปข้อควรทราบเมื่อต้องเลือกใช้ฉนวนกันความร้อน มาให้เข้าใจโดยสังเขป ดังนี้

เมื่อถึงเวลาต้องแก้ปัญหาหน้างานโดยการติดตั้งฉนวนกันความร้อน ไม่ว่าจะเป็นแบบถอดได้หรือแบบทั่วไปก็ตาม ประเด็นสำคัญที่ควรทราบในการตัดสินใจเลือกฉนวน ควรคำนึงถึงปัจจัยดังต่อไปนี้

ฉนวนกันความร้อนสำหรับใช้งานในอุตสาหกรรมมีหลายรูปแบบ โดยแต่ละรูปแบบที่เลือกใช้จะมีจุดเด่นและจุดด้อยแตกต่างกันไปตามแต่คุณสมบัติของฉนวนนั้นๆ เช่น รูปทรงที่ตรงกับประเภทของงาน ความหนาแน่น การไม่ลามไฟ ส่วนประกอบเนื้อฉนวน ความสามารถในการกันน้ำ ความทนทานต่อกรดด่างสารเคมี และการต้านทานความร้อน ซึ่งวัตถุประสงค์ของการนำฉนวนกันความร้อนมาใช้ในอุตสาหกรรม มีดังนี้

ในโรงงานอุตสาหกรรม ความร้อนกับการทำงาน เป็นสิ่งที่พนักงานหรือลูกจ้างต้องเผชิญและสัมผัสกับความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งอันตรายจากความร้อนในการทำงานนั้น เมื่อร่างกายเราได้รับความร้อน จะมีการถ่ายเทความร้อนออกไปเพื่อรักษาสมดุลของอุณหภูมิร่างกาย ซึ่งปกติอยู่ที่ 37 องศาเซลเซียส ถ้าร่างกายไม่สามารถรักษาสมดุลของระบบควบคุมความร้อนได้จะเกิดความผิดปกติและเจ็บป่วย ลักษณะอาการและความเจ็บป่วยที่เกิดขึ้น เช่น มีภาวะขาดน้ำ อ่อนเพลีย เป็นลม และมีอาการเป็นตะคริว

ความร้อน (Heat) จัดเป็นอันตรายทางกายภาพที่สำคัญอย่างหนึ่งในสถานประกอบการ ในโรงงานอุตสาหกรรมจะพบว่า คนงานต้องประสบปัญหาความร้อน จากความร้อนในกระบวนการผลิต หรือจากเครื่องจักรต่างๆ ซึ่งประเภทของอุตสาหกรรมหรือกิจการที่ต้องทำงานเกี่ยวกับความร้อน เช่น การผลิตเยื่อกระดาษ การผลิตยางรถยนต์ การผลิตกระจก เครื่องแก้วหรือหลอดไฟ การถลุง หลอมหรือรีดโลหะ กิจการที่มีแหล่งกำเนิดความร้อนที่อาจทำให้ลูกจ้างได้รับอันตรายเนื่องจากความร้อน เชื่อว่าหลายๆสถานประกอบการในภาคอุตสาหกรรม กำลังมองหาแนวทางการแก้ปัญหา การป้องกันและการควบคุมความร้อน เพื่อความปลอดภัยต่อตัวผู้ปฏิบัติงานและเพื่อลดการสูญเสียความร้อน

ปัจจุบันอุตสาหกรรมไทยกำลังเผชิญกับปัญหาความร้อนจากการทำงาน ซึ่งมนุษย์เราได้นำเอาความร้อนมาใช้ประโยชน์ทั้งในชีวิตประจำวัน และในกระบวนการทำงาน เช่น ภาคอุตสาหกรรม ความร้อนในโรงงาน อาจมีสาเหตุเนื่องมาจากการออกแบบอาคาร ระบบระบายอากาศ กระบวนการผลิต ระยะเวลาในการใช้งานเครื่องจักร ขาดการบำรุงรักษาที่ถูกต้อง อุณหภูมิจึงสูงขึ้น ซึ่งมนุษย์เราสามารถรับรู้ความร้อนได้โดยการสัมผัสพลังงานความร้อนที่อยู่ใกล้วัตถุจะอยู่ในรูปของพลังงานจลน์ของโมเลกุลของวัตถุนั้น เมื่อวัตถุได้รับความร้อนเพิ่มขึ้นโมเลกุลของมันจะเคลื่อนไหวเร็วขึ้น พลังงานความร้อนสามารถเปลี่ยนกลับเป็นพลังงานรูปอื่นได้ และความร้อนสามารถถ่ายเทระหว่างคน และสิ่งแวดล้อมในรูปของการนำความร้อน การพาความร้อน การแผ่รังสีความร้อน การระเหยและการเผาผลาญความร้อนจากกระบวนการเมตาบอลิซึม

ปัจจุบันเรากำลังเผชิญกับปัญหาการเปลี่ยนแปลงของสภาวะอากาศ หรือภาวะโลกร้อนซึ่งทั่วโลกกำลังประสบปัญหาการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ โดยผลกระทบดังกล่าว สาเหตุหลักเกิดจากการกระทำของมนุษย์ ผลของการสร้างเครื่องมือเครื่องจักร พร้อมทั้งการพัฒนาความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เพี่อการขับเคลื่อนทางเศษฐกิจในภาคอุตสาหกรรม ทำให้มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกออกสู่สิ่งแวดล้อมเป็นจำนวนมาก เกิดการสะสมในชั้นบรรยากาศ และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสภาพความเป็นอยู่ของมนุษย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้